JPH0316169A - Writable link structure enabling plasma metal etching - Google Patents

Writable link structure enabling plasma metal etching

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JPH0316169A
JPH0316169A JP1327441A JP32744189A JPH0316169A JP H0316169 A JPH0316169 A JP H0316169A JP 1327441 A JP1327441 A JP 1327441A JP 32744189 A JP32744189 A JP 32744189A JP H0316169 A JPH0316169 A JP H0316169A
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JP
Japan
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layer
integrated circuit
metallization
tungsten
fuse
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JP1327441A
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Japanese (ja)
Inventor
Frank Marazita
フランク マラジタ
John Easton Readdie
ジョン イーストン リーディー
Brian Mcfarlane
ブライアン マクファーレン
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National Semiconductor Corp
Original Assignee
National Semiconductor Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/525Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
    • H01L23/5256Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising fuses, i.e. connections having their state changed from conductive to non-conductive
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

PURPOSE: To form a highly reliable small-sized fuse, by forming a layer carrying a pattern composed of a masking material in a fuse area and a metallized layer on the surface of a device, and appropriately removing the undesired part of the metallized layer. CONSTITUTION: A layer 21 of a fuse material is formed on the surface of a substrate 20, and a masking layer 22 is formed and patterned in a fuse area. Then, a metallized layer 24 is formed on the entire surface of a device, and a metal mask is formed on the device. In addition, the undesired part of the layer 24 is removed so as to leave a desired metallized wiring pattern on the device. The masking layer 22 works as an enchant barrier while the metallized layer 24 is subjected to plasma etching and masks a fuse element form a plasma enchant. Therefore, a highly reliable meltable link can be formed in an integraged circuit device.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、大略、集積回路装置に関するものであって、
更に詳細には、集積回路装置内に溶融可能リンクを形成
する方法及びその結果得られる溶融可能リンク構成体に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention generally relates to an integrated circuit device, which includes:
More particularly, the present invention relates to methods of forming fusible links in integrated circuit devices and resulting fusible link structures.

従来技術 溶融可能リンクを使用する集積回路は従来公知である。Conventional technology Integrated circuits using fusible links are known in the art.

この様な溶融可能リンクは、例えば、装置を製造し且つ
製造者によってアッセンブルし且つ顧客に配送した後に
、フィールドにおいてプログラミング即ち書込みを行な
うために有用である。
Such fusible links are useful, for example, for programming in the field after the device has been manufactured and assembled by the manufacturer and delivered to the customer.

例えば、プログラマプル(書込み可能)リードオンリー
メモリ (FROM)及びフィールドプログラマブルロ
ジックアレイ(FPLA)は、集積回路製造者による製
造の期間中に装置のプログラム即ち書込みを行なうため
に高価で且つ時間のかかる一組のマスクを製造すること
を必要とする代わりに、顧客が装置に電気的な書込みを
行なうことを可能とするための溶融可能リンクを使用し
ている。
For example, programmable read-only memories (FROM) and field programmable logic arrays (FPLA) are expensive and time-consuming tools for integrated circuit manufacturers to program devices during manufacturing. Instead of having to manufacture sets of masks, a fusible link is used to allow the customer to electrically write to the device.

溶融可能リンクを製造するために多数の技術が使用され
ている。例えば、多結晶シリコン、タングステン(W)
、チタンタングステン(TiW)及びニクロムが、集積
回路における溶融可能リンク物質として使用されている
A number of techniques are used to manufacture fusible links. For example, polycrystalline silicon, tungsten (W)
, titanium tungsten (TiW), and nichrome have been used as fusible link materials in integrated circuits.

最近の溶融可能リンク構成体においては、アルミニウム
メタリゼーションとシリコンとの不所望の合金化が発生
することを回避するために、ヒューズリンク及びメタリ
ゼーションバリヤの両方として作用する単一層のTiW
を使用している。実際上、アルミニウムなどのメタリゼ
ーション層は、溶融可能物質からなる層の上に形成され
、且つ適宜のマスキング技術を使用して、そのメタリゼ
ーション層はパターン形成されて、所望の電気的配線パ
ターンを形成する。その後に、別のマスクを使用して、
溶融可能物質からなる層の露出した部分をエッチングし
て、個別的な溶融可能リンクを形成する。タングステン
及びチタンタングステン゛ノ両方とも、適宜のウエット
エッチング技術を使用してエッチングし、溶融可能物質
からなる層を個別的な溶融可能リンクへパターン形成す
ると共に、良好なエッチング選択性を与えることが可能
である。即ち、タングステン又はチタンタングステンを
良好な速度でエッチングし、且つメタリゼーションを余
りエッチングすることはない。同様に、アルミニウムな
どのメタリゼーション層は、溶融可能物質をほとんどエ
ッチングすることなしに、メタリゼーション層を所望の
電気配線パターンへパターン形成するために、例えば燐
酸を使用してウェットエッチングすることが可能である
In modern fusible link constructions, a single layer of TiW acts as both the fuse link and the metallization barrier to avoid undesirable alloying of the aluminum metallization with silicon.
are using. In practice, a metallization layer, such as aluminum, is formed over the layer of fusible material, and using suitable masking techniques, the metallization layer is patterned to form the desired electrical wiring pattern. Form. Then, using another mask,
The exposed portions of the layer of fusible material are etched to form individual fusible links. Both tungsten and titanium tungsten can be etched using suitable wet etching techniques to pattern the layer of fusible material into individual fusible links and provide good etch selectivity. It is. That is, it etches tungsten or titanium tungsten at a good rate and does not etch too much metallization. Similarly, metallization layers such as aluminum can be wet etched using, for example, phosphoric acid to pattern the metallization layer into the desired electrical wiring pattern without etching much of the fusible material. It is.

溶融可能物質に対するメタリゼーションに関して良好な
エッチング選択性が得られるので、電気的配線パターン
及び個別溶融可能リンクを形成するためにメタリゼーシ
ョン及びヒューズ物質のウエットエッチングの別々のス
テップが使用されていた。
Separate steps of wet etching of metallization and fuse material have been used to form electrical wiring patterns and individual fusible links because of the good etch selectivity with respect to metallization relative to fusible material.

集積回路の集積度が一層向上すると、ウエットエッチン
グの代わりにプラズマエッチングが使用されることとな
った。なぜならば、プラズマエッチングの場合には、ア
ンダーカッティング及び横方向エッチングをほとんど発
生することなしにより小型の幾何学的形状をエッチング
することを可能とするからである。しかしながら、例え
ばCfl2.ccf)a又はこれらの組合わせなどのア
ルミニウムをエッチングするのに適したプラズマ環境は
、タングステンとチタンタングステンのエッチングに関
して良好な選択性を提供するものではない。従って、プ
ラズマエッチングは、溶融可能リンク構成体を形成する
ために容易に適応可能なものではなく、メタリゼーショ
ンの第一層及び溶融可能物質の層をパターン形成する場
合にはウエットエッチング技術を使用することが常套手
段であった。1従来技術においては、下側に存在する溶
融可能物質をエッチングするのには不十分な時間の間ア
ルミニウム層をエッチングするために第−プラズマエッ
チングステップを使用しており、且つ下側に存在する溶
融可能物質をパターン形成するために爾後にウェットエ
ッチングステップを使用している。この従来技術は、ア
ルミニウムメタリゼーションのエッチングと下側に存在
する溶融可能物質との間に所望の選択性を理論的に提供
するものではあるが、それは二つのステップからなるプ
ロセスであり、且つ実施上困難性が伴う。
As the density of integrated circuits has increased further, plasma etching has replaced wet etching. This is because plasma etching allows smaller geometries to be etched with less undercutting and lateral etching. However, for example Cfl2. Plasma environments suitable for etching aluminum, such as ccf)a or combinations thereof, do not provide good selectivity for etching tungsten and titanium-tungsten. Therefore, plasma etching is not readily adaptable to form the fusible link structure, and wet etching techniques are used when patterning the first layer of metallization and the layer of fusible material. This was a common practice. 1 The prior art uses a second plasma etch step to etch the aluminum layer for an insufficient time to etch the underlying fusible material; A subsequent wet etch step is used to pattern the fusible material. Although this prior art technique theoretically provides the desired selectivity between the etching of the aluminum metallization and the underlying meltable material, it is a two-step process and It is accompanied by difficulties.

なぜならば、プラズマエッチングが過剰である場合には
、アルミニウムばかりではなく、下側に存在するヒュー
ズ物質の不所望のエッチングを発生させるからである。
This is because excessive plasma etching can cause undesired etching of not only the aluminum but also the underlying fuse material.

典型的な従来のヒューズ装置及びその製造方法を第1a
図乃至第IC図に示してある。第1a図に示した如く、
半導体基板10は、トランジスタなどの活性区域を有し
ている。基板10の上表面上には、約70OAの厚さに
チタンタングステン層11が形成されている。次いで、
チタンタングステン層11上にアルミニウムメタリゼー
ション層12が形成され、且つ例えば、アルミニウム層
12をエッチングするが下側に存在するチタンタングス
テン層11をほとんど侵食することのない燐酸を使用し
て所望のメタリゼーション配線パターンへパターン形成
させる。第1a図に示した如く、後に形成すべきヒュー
ズ14(第1c図)の各端部は、メタリゼーション層1
2の別々の部分に電気的に接触しており、それらの部分
の間にギャップ15が形成されている。
A typical conventional fuse device and its manufacturing method are described in Section 1a.
It is shown in FIGS. As shown in Figure 1a,
The semiconductor substrate 10 has active areas such as transistors. A titanium tungsten layer 11 is formed on the upper surface of substrate 10 to a thickness of about 70 OA. Then,
An aluminum metallization layer 12 is formed on the titanium-tungsten layer 11 and the desired metallization is performed using, for example, phosphoric acid which etches the aluminum layer 12 but hardly attacks the underlying titanium-tungsten layer 11. Form a pattern on the wiring pattern. As shown in FIG. 1a, each end of the fuse 14 (FIG. 1c) to be formed later has a metallization layer 1.
2 separate parts with a gap 15 formed between them.

第1b図を参照すると、アルミニウムメタリゼーション
層12の残存部分によって被覆されない領域内に残存し
従って個別的ヒューズとして作用するチタンタングステ
ン層11の部分を画定するために、ホトレジストなどの
マスキング層13を形成する。
Referring to FIG. 1b, a masking layer 13, such as photoresist, is formed to define the portions of the titanium-tungsten layer 11 that remain in the areas not covered by the remaining portions of the aluminum metallization layer 12 and thus act as individual fuses. do.

第1C図を参照すると、次いでチタンタングステン層1
1の露出部分を、例えば、アルミニウムメタリゼーショ
ン層12の残存部分をほとんど侵食することのない例え
ばH202などのウエットエッチングによって除去する
。次いで、マスキング物質13を除去し、蝶ネクタイ形
状のヒューズ14が形成され、その各端部はパターン形
成したメタリゼーション配線層12の一部と電気的に接
触している。
Referring to FIG. 1C, the titanium tungsten layer 1 is then
The exposed portions of aluminum metallization layer 12 are removed, for example, by a wet etch, such as H202, which does not substantially attack the remaining portions of aluminum metallization layer 12. The masking material 13 is then removed and a bowtie-shaped fuse 14 is formed, each end of which is in electrical contact with a portion of the patterned metallization wiring layer 12.

重要なことであるが、メタリゼーション配線層12及び
ヒューズ14を具備する第1a図乃至第1c図の従来の
構成体は、ウエットエッチングを使用して製造されねば
ならない。なぜならば、アルミニウム層12を所望のパ
ターンへエッチングするために使用することが可能なプ
ラズマ雰囲気は、チタンタングステン層11も不所望に
エッチングすることがあり、又その逆も真であるからで
ある。勿論、溶融可能物質層11のエッチング期間中に
保護のためにホトレジスト層13でアルミニウム層12
のそのまま残存すべき部分を被覆することが可能である
。しかしながら、このことは、非常に厳密なアライメン
トを必要とし、又はマスキング層13とアルミニウムメ
タリゼーション層12との間の不整合を許容するために
最終的に形成されるヒューズの究極的寸法をより大きな
ものに設定せねばならない。
Importantly, the conventional structure of FIGS. 1a-1c, including metallization wiring layer 12 and fuse 14, must be fabricated using wet etching. This is because a plasma atmosphere that may be used to etch aluminum layer 12 into the desired pattern may also undesirably etch titanium-tungsten layer 11, and vice versa. Of course, the aluminum layer 12 is coated with a photoresist layer 13 for protection during the etching of the fusible material layer 11.
It is possible to coat parts of the material that are to remain intact. However, this requires very tight alignment or makes the ultimate dimensions of the final formed fuse larger to accommodate misalignment between masking layer 13 and aluminum metallization layer 12. must be set to something.

しかしながら、上側に存在するアルミニウムが除去され
ると、下側に存在するチタンタングステン層l1の部分
に対してほとんど損傷を与えることなしに、アルミニウ
ムメタリゼーション層12の所望部分をプラズマエッチ
ングから信頼性を持って保護することは不可能である。
However, once the overlying aluminum is removed, the desired portions of the aluminum metallization layer 12 can be reliably removed from plasma etching with little damage to the portions of the underlying titanium tungsten layer l1. It is impossible to hold and protect it.

第1a図乃至第1c図に示した従来技術に関連する別の
問題は、チタンタングステン層11は、ヒューズ物質と
して作川するのみならず、基板lo内におけるアルミニ
ウムメタリゼーション層12と拡散領域との間において
電気的短絡を発生する合金化を防止するためのバリヤ物
質としても作用することである。
Another problem associated with the prior art shown in FIGS. 1a-1c is that the titanium-tungsten layer 11 not only acts as a fuse material, but also serves as a bond between the aluminum metallization layer 12 and the diffusion region in the substrate. It also acts as a barrier material to prevent alloying that would cause electrical shorts between the two.

このことは、チタンタングステン層11の厚さは、合金
化を防止するのに十分なものでなければならず、且つプ
ログラミング即ち書込み期間中にヒューズ14を開放即
ち切断させるのに必要とされる電流及び電圧を減少する
ために所望されるこの厚さよりも薄い厚さに減少させる
ことが不可能であることを意味する。
This means that the thickness of titanium-tungsten layer 11 must be sufficient to prevent alloying and the current required to open or blow fuse 14 during programming. and that it is not possible to reduce the thickness to less than this desired thickness in order to reduce the voltage.

この従来技術の更に別の欠点は、ホトレジスト層13の
パターン形成期間中アルミニウム層12の側壁からの反
射であり、それはヒューズとじてハー(矩形形状)ヒュ
ーズではなく蝶ネクタイ形状を使用することを必要とす
る。従来公知の如く、この様なアルミニウム層■2の側
壁からの反射は、第1d図に示した如く、この様な反射
に起因してホトレジスト層の一部を過露光が起こるため
にヒューズ14に不所望のノッチ17を発生させる。
Yet another drawback of this prior art is the reflections from the sidewalls of the aluminum layer 12 during the patterning of the photoresist layer 13, which necessitates the use of a bowtie shape as a fuse rather than a rectangular shape fuse. shall be. As is conventionally known, such reflections from the sidewalls of the aluminum layer 2 cause the fuse 14 to overexpose a portion of the photoresist layer due to such reflections, as shown in FIG. 1d. This causes an undesired notch 17.

この様なノッチは、ヒューズ14への電気的接続部とし
て作用するメタリゼーション層12の非常に近接した部
分に発生する。書込み期間中、ヒューズの端部ではなく
ヒューズの中央部近くにおいてヒューズが切断されるこ
とが望ましい。しかしながら、第1d図に示したノッチ
に関する問題は、書込み朋間中にメタリゼーション層1
2の近傍でヒューズが切断され、信頼性に関する問題を
発生する。
Such notches occur in close proximity to the metallization layer 12 that serves as the electrical connection to the fuse 14. During a write period, it is desirable that the fuse be blown near the center of the fuse rather than at the ends of the fuse. However, the problem with the notch shown in FIG.
The fuse is blown in the vicinity of 2, causing reliability problems.

目  的 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、集積回路装置内に改
良した溶融可能リンクを形成する方法及び改良した溶融
可能リンクを有する集積回路購或体を提供することを目
的とする。
OBJECTS The present invention has been made in view of the above points, and provides a method for forming an improved fusible link in an integrated circuit device and a method for forming an improved fusible link in an integrated circuit device, which overcomes the drawbacks of the prior art as described above. The purpose of the present invention is to provide an integrated circuit purchasing body having the following features.

構成 本発明によれば、新規なヒューズ構成体及びその製造方
法が提供され、それは、ヒューズ物質を不本意にエッチ
ングすることなしにメタリゼーション物質のプラズマエ
ッチングを使用することを可能としている。本発明の一
実施形態においては、ヒューズ要素にパターン形成され
るタングステンなどのヒューズ物質の層を基板表面上に
形成する。
CONSTRUCTION In accordance with the present invention, a novel fuse structure and method of manufacturing the same is provided, which allows the use of plasma etching of metallization material without undesirably etching the fuse material. In one embodiment of the invention, a layer of fuse material, such as tungsten, is formed on a substrate surface that is patterned into a fuse element.

ヒューズ区域において、マスキング層を形成し且つパタ
ーン形成して、後に形成されるべきヒューズ要素を画定
し、且つその後に、チタンタングステンなどのバリヤ物
質を装置の全表面上に形成して、爾後に形成されるアル
ミニウムメタリゼーションと基板との間のバリヤメタル
として作用させる。次いで、本装置の全表面上にメタリ
ゼーション層を形成する。次いで、本装置の上にメタル
マスクを形成し、且つメタリゼーション層の不所望部分
を除去して、所望のメタリゼーション配線パターンを残
存させる。同時的に、メタリゼーション層の残存部分に
よって又は所望のヒューズを被覆するマスキング層によ
って保護されていない区域においてヒューズ物質の層を
部分的に除去する。
A masking layer is formed and patterned in the fuse area to define the fuse element to be subsequently formed, and a barrier material such as titanium tungsten is then formed over all surfaces of the device for subsequent formation. act as a barrier metal between the aluminum metallization and the substrate. A metallization layer is then formed over the entire surface of the device. A metal mask is then formed over the device and undesired portions of the metallization layer are removed to leave the desired metallization wiring pattern. At the same time, the layer of fuse material is partially removed in areas not protected by the remaining portions of the metallization layer or by the masking layer covering the desired fuse.

このマスキング層は、メタリゼーションのプラズマエッ
チング期間中、エッチャントバリヤとして作用し、その
際にヒューズ要素をプラズマエッチャントからマスクす
る。
This masking layer acts as an etchant barrier during plasma etching of the metallization, masking the fuse element from the plasma etchant.

本発明の別の実施形態においては、前述したタングステ
ン層を、ヒューズ要素及びバリヤメタルの両方として作
用するチタンタングステンの層で置換する。この実施形
態においては、爾後のチタンタングステン層は必要とは
されない。
In another embodiment of the invention, the tungsten layer described above is replaced with a layer of titanium tungsten that acts as both a fuse element and a barrier metal. In this embodiment, a subsequent titanium tungsten layer is not required.

実施例 以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
について詳細に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第2a図乃至第2e図は、本発明に基づいて構成される
溶融可能リンク構成体の一実施例及び、この様な構成体
を製造する方法の一実施例を示している。第2a図に示
した如く、基板20は、例えばトランジスタなどの要素
を具備する1個以上の活性区域を有している。基板20
上には、例えばタングステン、チタンタングステン又は
ニクロムなどの溶融可能物質からなる層21を形成する
Figures 2a-2e illustrate one embodiment of a fusible link construction constructed in accordance with the present invention and one embodiment of a method of manufacturing such a construction. As shown in Figure 2a, substrate 20 has one or more active areas containing elements such as transistors. Substrate 20
On top is formed a layer 21 of a meltable material, such as tungsten, titanium tungsten or nichrome.

第2a図乃至第2e図には示してないが、基板20は、
溶融可能物質からなる層21が、絶縁層によって下側の
半導体物質から絶縁されるように、その上に絶縁層が形
成されている半導体層を有している。層21は、典型的
には、例えば、公知のスパッタリング技術によって、約
200A乃至800人の範囲内の厚さに形成する。当然
、使用される溶融可能物質のタイプ、その厚さ、又はそ
の形成方法に拘らず、同様に適用可能なものであること
を理解すべきである。
Although not shown in FIGS. 2a to 2e, the substrate 20 is
A layer of fusible material 21 comprises a semiconductor layer on which an insulating layer is formed, such that it is insulated from the underlying semiconductor material by the insulating layer. Layer 21 is typically formed to a thickness within the range of about 200 Å to 800 Å, for example, by known sputtering techniques. Of course, it should be understood that the same applies regardless of the type of meltable material used, its thickness, or the method of its formation.

第2a図を参照すると、例えば、酸化物、窒化物、又は
それらの組合わせからなるマスキング物質の層22を、
ヒューズを形成すべき区域内において層21上に形成す
る。本発明の一実施例においては、マスキング層22を
、約1000A乃至200OAの範囲内の厚さに、酸化
物のCVDによって形成する。定義のホトリソグラフィ
技術及びエッチング技術を使用して、マスキング層22
を第2a図に示した如くパターン形成して、ヒューズと
して残存すべき層21の部分を保護する。
Referring to FIG. 2a, a layer 22 of masking material, for example consisting of an oxide, a nitride, or a combination thereof.
A fuse is formed on layer 21 in the area where it is to be formed. In one embodiment of the invention, masking layer 22 is formed by oxide CVD to a thickness within the range of approximately 1000 Å to 200 OA. Using defined photolithographic and etching techniques, the masking layer 22 is
is patterned as shown in FIG. 2a to protect the portion of layer 21 that is to remain as a fuse.

第2b図を参照すると、バリヤ層23を本装置の表面上
に形成する。バリヤ層23は、約1000Å乃至200
0Aの範囲内の厚さにスパッタリングさせたチタンタン
グステンから形成する。当然、任意のその他の適宜のバ
リヤ物質、厚さ及び形成方法を使用することが可能であ
り、又所望により、バリヤ物質の層を省略することも可
能である。
Referring to Figure 2b, a barrier layer 23 is formed on the surface of the device. The barrier layer 23 has a thickness of approximately 1000 Å to 200 Å.
It is formed from sputtered titanium tungsten to a thickness in the range of 0A. Of course, any other suitable barrier material, thickness and method of formation may be used, and the layer of barrier material may be omitted if desired.

第2c図を参照すると、次いで、本装置の表面上にメタ
リゼーション層24を形成する。メタリゼーション層2
4は、典型的には、アルミニウム、アルミニウム合金、
又は反射防止被覆として作用する最終層を具備する多層
溝或体から形成する。
Referring to Figure 2c, a metallization layer 24 is then formed on the surface of the device. Metallization layer 2
4 is typically aluminum, aluminum alloy,
or formed from a multilayer grooved body with a final layer acting as an anti-reflective coating.

メタリゼーション層24は、典型的には、例えば、スパ
ッタリング技術によって、約5000A乃至1500O
Aの範囲内の厚さに形成する。
The metallization layer 24 is typically formed to a thickness of about 5000 Å to 1500 Å, for example, by sputtering techniques.
It is formed to a thickness within the range of A.

第2d図を参照すると、次いで、例えばホトレジストな
どのマスキング物質層25をメタリゼーション層24上
に形成して、基板20内の種々の活性区域、後に形成さ
れるべきヒューズ、及びより高いレベルの電気的配線(
不図示)との間に電気的配線を与えるための所望パター
ンをメタリゼーション層24によって発生させるために
除去されるべきメタリゼーション層24の部分を露出さ
せる。第2d図に示した如く、パターン形成用マスキン
グ物質25は、後に形成されるべきヒューズ装置2つの
上方に開口26を残存させ、且つ除去されるべきメタリ
ゼーション層24のその他の区域を露出させる。
Referring to FIG. 2d, a layer of masking material 25, such as photoresist, is then formed over the metallization layer 24 to mark various active areas within the substrate 20, fuses to be subsequently formed, and higher level electrical wiring (
exposing the portions of the metallization layer 24 that are to be removed in order to cause the metallization layer 24 to generate a desired pattern for providing electrical interconnections between the metallization layer 24 and the metallization layer 24 (not shown). As shown in FIG. 2d, the patterned masking material 25 leaves an opening 26 above the two fuse devices to be subsequently formed and exposes other areas of the metallization layer 24 to be removed.

第2e図を参照すると、次いで、例えば、CD2.CC
Q4.又はそれらの組合わせの雰囲気中でプラズマエッ
チングによりメタリゼーション層24のマスクされてい
ない部分を除去する。メタリゼーション層24のマスク
されていない部分を除去することに加えて、このエッチ
ングは、溝27を形成し、それはヒューズ装置2つ上方
に存在するバリヤ層23の部分を介してエッチングし、
且つ、マスキング層28のエッチング特性に依存して、
マスキング層28全部を介してではないがその中に多少
切れ込んでエッチングが行なわれる。
Referring to FIG. 2e, then, for example, CD2. C.C.
Q4. The unmasked portions of the metallization layer 24 are removed by plasma etching in an atmosphere or a combination thereof. In addition to removing the unmasked portions of metallization layer 24, this etch forms a trench 27 that etches through the portion of barrier layer 23 that is two fuse devices above.
And depending on the etching characteristics of the masking layer 28,
Etching is performed not through the entire masking layer 28, but somewhat into it.

マスキング層22は、メタリゼーション層24、バリヤ
層23、及び層21の溶融可能物質を形成する物質に関
して比較的高いエッチング選択性があるために、この期
間中にほとんどエッチングされることはない。このエッ
チングは、更に、バリヤ層23の不所望部分及びヒュー
ズ区域の外側の溶融可能物質層21が上側に存在するメ
タリゼーションを除去することによって露出されている
場合には、これらの部分を除去する。このように、メタ
リゼーション層24のメタリゼーション物質、バリヤ層
23のバリヤ物質、及びヒューズ層21のヒューズ物質
に関して選択性がないエッチングを使用して、これら三
つの層の各々の不所望部分を同時的に除去し、一方メタ
リゼーション層24の所望部分はマスキング層25によ
って保護されており且つ例えばヒューズ装置29などの
ヒューズ層21の所望部分はマスキング層28によって
保護されている。
The masking layer 22 is hardly etched during this period due to the relatively high etch selectivity with respect to the materials forming the metallization layer 24, the barrier layer 23, and the fusible material of the layer 21. This etching also removes undesired portions of the barrier layer 23 and the fusible material layer 21 outside the fuse area, if these portions have been exposed by removing the overlying metallization. . In this way, an etch that is not selective with respect to the metallization material of metallization layer 24, the barrier material of barrier layer 23, and the fuse material of fuse layer 21 is used to simultaneously remove undesired portions of each of these three layers. 2, while desired portions of metallization layer 24 are protected by masking layer 25 and desired portions of fuse layer 21, such as fuse device 29, are protected by masking layer 28.

本発明によれば、第2e図の実施例は、別体のバリヤ層
23が任意の厚さで使用されるので、メタリゼーション
層24と基板20との間に不所望の合金化を発生するこ
となしに、ヒューズ層21の厚さを、実際的に可能な可
及的に薄い厚さ、例えば200人乃至50OAの範囲内
の厚さとすることを可能としている。ヒューズ物質層2
1を実際的に可能な可及的に薄い厚さとすることを可能
とすることにより、プログラミング即ち書込み期間中に
必要とされる溶融用電圧及び電流を低下させることが可
能である。
In accordance with the present invention, the embodiment of FIG. 2e uses a separate barrier layer 23 of arbitrary thickness, thereby creating undesired alloying between the metallization layer 24 and the substrate 20. This allows the thickness of the fuse layer 21 to be as thin as practically possible, for example within the range of 200 to 50 OA. fuse material layer 2
By allowing 1 to be as thin as practicable, it is possible to reduce the fusing voltages and currents required during programming.

第3図に示した如く、本発明の別の実施例においては、
単一層31を、タングステンなどの溶融可能物質からな
る層として、又は例えばチタンタングステンなどの溶融
物質及びバリヤメタルの両方として作用する層の何れか
として使用する。この実施例においては、第2e図の層
23のような別の層は必要とされない。
In another embodiment of the invention, as shown in FIG.
The single layer 31 is used either as a layer of a fusible material, such as tungsten, or as a layer that acts as both a fusible material and a barrier metal, such as titanium tungsten. In this embodiment, no further layers, such as layer 23 in FIG. 2e, are required.

本発明によれば、第2e図の構成又は第3図の構或の何
れかを、第1c図の蝶ネクタイ形状のヒューズではなく
平面図において矩形形状を持ったバー形状のヒューズを
形成するために使用することが可能である。本発明によ
れば、ヒューズパターンは、メタリゼーション層24を
パターン形成する前に、マスキング層22内に画定され
、従って、ヒューズ層を画定するために使用されるホト
レジスト層は、メタリゼーション層からの歪又は反射に
よって影響を受けることはない。従って、本発明は、従
来において可能であったものよりもより高い信頼性を持
ったより小型のヒューズを形成することを可能としてい
る。
According to the present invention, either the structure of FIG. 2e or the structure of FIG. 3 can be used to form a bar-shaped fuse having a rectangular shape in plan view instead of the bow-tie-shaped fuse of FIG. 1c. It is possible to use it for According to the present invention, the fuse pattern is defined in the masking layer 22 prior to patterning the metallization layer 24, so that the photoresist layer used to define the fuse layer is free from the metallization layer. It is not affected by distortion or reflections. Thus, the present invention allows for the creation of smaller fuses with higher reliability than was previously possible.

以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
ではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種
々の変形が可能であることは勿論である。
Although specific embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention should not be limited to these specific examples, and various modifications can be made without departing from the technical scope of the present invention. Of course it is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1a図乃至第IC図は典型的な従来技術によるヒュー
ズ要素及びその製造方法を示した各説明図、第1d図は
メタリゼーション層の側壁からの反射に起因するノッチ
発生の問題を示した説明図、第2a図乃至第2e図は本
発明の一実施例に基づいてヒューズ要素を製造する方法
を示した各段階における各説明図、第3図は本発明の別
の実施例に基づいて構成されるヒューズ要素を示した説
明図、である。 (符号の説明) 20 : 21 : 22 : 23 : 24 : 27 = 29 ; 基板 溶融物質層 マスキング物質層 バリヤ層 メタリゼーション層 構 ヒューズ装置
FIGS. 1a to 1C are illustrations showing a typical prior art fuse element and its manufacturing method, and FIG. 1d is an illustration showing the problem of notching caused by reflection from the sidewalls of the metallization layer. Figures 2a to 2e are explanatory diagrams at each stage of a method of manufacturing a fuse element according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a construction based on another embodiment of the present invention. FIG. (Explanation of symbols) 20: 21: 22: 23: 24: 27 = 29; Substrate Melting material layer Masking material layer Barrier layer Metallization layer structure Fuse device

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、集積回路においてヒューズを形成する方法において
、基板表面上に溶融可能な物質からなる層を形成し、ヒ
ューズとして作用するために前記溶融可能な物質からな
る層の残存すべき部分の上にマスキング物質からなるパ
ターン形成した層を形成し、該装置の表面上にメタリゼ
ーション層を形成し、エッチャントで除去されるべき前
記メタリゼーション層の部分を露出させその際に前記メ
タリゼーション層の不所望部分を除去する、上記各ステ
ップを有しており、前記エッチャントが前記マスキング
物質からなる層を介してエッチングすることがないこと
を特徴とする方法。 2、特許請求の範囲第1項において、前記溶融可能物質
からなる層が、タングステン又はチタンタングステンを
有することを特徴とする方法。 3、特許請求の範囲第1項において、前記マスキング物
質からなる層が、酸化物、窒化物又は酸化物と窒化物と
の組合わせを有していることを特徴とする方法。 4、特許請求の範囲第1項において、前記メタリゼーシ
ョン層が、アルミニウム、アルミニウム合金、又は反射
防止被覆を具備する多層構成体を有していることを特徴
とする方法。 5、特許請求の範囲第1項において、前記エッチャント
が、著しい選択性なしに、前記メタリゼーション及び前
記溶融可能物質をエッチングすることが可能であること
を特徴とする方法。 6、特許請求の範囲第5項において、前記エッチャント
がプラズマであることを特徴とする方法。 7、特許請求の範囲第6項において、前記プラズマが、
Cl_2、CCl_4、又はそれらの組合わせを有して
いることを特徴とする方法。 8、特許請求の範囲第1項において、前記溶融可能物質
からなる層が、約200Å乃至500Åの範囲内の厚さ
に形成されたタングステンを有していることを特徴とす
る方法。 9、特許請求の範囲第1項において、前記溶融可能物質
からなる層が、約200Å乃至500Åの範囲内の厚さ
に形成されたチタンタングステンを有していることを特
徴とする方法。 10、特許請求の範囲第1項において、更に、前記溶融
可能物質からなる層及び前記マスキング物質からなるパ
ターン形成された層の表面上にバリヤ物質からなる層を
形成するステップを有することを特徴とする方法。 11、特許請求の範囲第10項において、前記マスキン
グ物質からなる層が、酸化物、窒化物、又は酸化物及び
窒化物の組合わせを有することを特徴とする方法。 12、特許請求の範囲第10項において、前記メタリゼ
ーション層が、アルミニウム、アルミニウム合金、又は
反射防止被覆を具備する多層構成体を有することを特徴
とする方法。 13、特許請求の範囲第10項において、前記エッチャ
ントが、前記メタリゼーション、前記溶融可能物質、及
び前記バリヤ物質を著しい選択性なしにエッチングする
ことが可能であることを特徴とする方法。 14、特許請求の範囲第13項において、前記エッチャ
ントがプラズマであることを特徴とする方法。 15、特許請求の範囲第13項において、前記プラズマ
がCl_2、CCl_4、又はそれらの組合わせを有す
ることを特徴とする方法。 16、特許請求の範囲第13項において、前記溶融可能
物質からなる層が、タングステンを有しており、且つ前
記バリヤ物質からなる層がチタンタングステンを有して
いることを特徴とする方法。 17、特許請求の範囲第16項において、前記タングス
テンの層が、約200Å乃至500Åの範囲内の厚さに
形成されることを特徴とする方法。 18、特許請求の範囲第16項において、前記チタンタ
ングステンの層が、約1000Å乃至2000Åの範囲
内の厚さに形成されることを特徴とする方法。 19、特許請求の範囲第1項において、前記ヒューズが
平面図において実質的に矩形形状であることを特徴とす
る方法。 20、集積回路構成体において、上表面を持った半導体
基板、前記基板の前記上表面上に形成された溶融可能物
質からなる層、1個又はそれ以上のヒューズの位置を画
定するパターンで前記溶融可能物質からなる層の上に形
成したマスキング物質からなる層、前記基板の前記上表
面と前記溶融可能物質からなる層と前記マスキング物質
からなる層の上に形成したメタリゼーション層、を有し
ており、前記メタリゼーション層が所望の電気配線パタ
ーンにパターン形成されていることを特徴とする集積回
路構成体。 21、特許請求の範囲第20項において、前記溶融可能
物質からなる層が、タングステン又はチタンタングステ
ンを有していることを特徴とする集積回路構成体。 22、特許請求の範囲第20項において、前記マスキン
グ物質からなる層が、酸化物、窒化物、又は酸化物及び
窒化物の組合わせを有していることを特徴とする集積回
路構成体。 23、特許請求の範囲第20項において、前記メタリゼ
ーション層が、アルミニウム、アルミニウム合金、又は
反射防止被覆を具備する多層構成体を有することを特徴
とする集積回路構成体。 24、特許請求の範囲第20項において、前記溶融可能
物質からなる層が、約200Å乃至500Åの範囲内の
厚さに形成されているタングステンを有することを特徴
とする集積回路構成体。 25、特許請求の範囲第20項において、前記溶融可能
物質からなる層が、約200Å乃至500Åの範囲内の
厚さに形成されているチタンタングステンを有すること
を特徴とする集積回路構成体。 26、特許請求の範囲第20項において、更に、前記メ
タリゼーション層と前記溶融可能物質からなる層及びマ
スキング物質からなるパターン形成された層との間に形
成されたバリヤ物質からなる層を有することを特徴とす
る集積回路構成体。 27、特許請求の範囲第26項において、前記マスキン
グ物質からなる層が、酸化物、窒化物、又は酸化物及び
窒化物の組合わせを有することを特徴とする集積回路構
成体。 28、特許請求の範囲第26項において、前記メタリゼ
ーション層が、アルミニウム、アルミニウム合金、又は
反射防止被覆を具備する多層構成体を有することを特徴
とする集積回路構成体。 29、特許請求の範囲第26項において、前記溶融可能
物質からなる層が、タングステンを有しており、且つ前
記バリヤ物質からなる層がチタンタングステンを有して
いることを特徴とする集積回路構成体。 30、特許請求の範囲第29項において、前記タングス
テン層が、約200Å乃至500Åの範囲内の厚さに形
成されていることを特徴とする集積回路構成体。 31、特許請求の範囲第29項において、前記チタンタ
ングステン層が、約1000Å乃至2000Åの範囲内
の厚さに形成されていることを特徴とする集積回路構成
体。
[Claims] 1. A method of forming a fuse in an integrated circuit, comprising forming a layer of a fusible material on the surface of a substrate, and adding remaining portion of the layer of fusible material to act as a fuse. forming a patterned layer of a masking material over the portion to be removed; forming a metallization layer on the surface of the device; exposing the portion of the metallization layer to be removed with an etchant; A method comprising the steps of removing undesired portions of a masking layer, the etchant not etching through the layer of masking material. 2. A method according to claim 1, characterized in that the layer of meltable material comprises tungsten or titanium tungsten. 3. The method of claim 1, wherein the layer of masking material comprises an oxide, a nitride, or a combination of an oxide and a nitride. 4. A method according to claim 1, characterized in that the metallization layer comprises aluminum, an aluminum alloy, or a multilayer composition comprising an anti-reflection coating. 5. The method of claim 1, wherein the etchant is capable of etching the metallization and the fusible material without significant selectivity. 6. The method according to claim 5, wherein the etchant is a plasma. 7. In claim 6, the plasma comprises:
Cl_2, CCl_4, or a combination thereof. 8. The method of claim 1, wherein the layer of fusible material comprises tungsten formed to a thickness within the range of about 200 Å to 500 Å. 9. The method of claim 1, wherein the layer of fusible material comprises titanium tungsten formed to a thickness within the range of approximately 200 Å to 500 Å. 10. Claim 1, further comprising the step of forming a layer of barrier material on the surface of the layer of meltable material and the patterned layer of masking material. how to. 11. The method of claim 10, wherein the layer of masking material comprises an oxide, a nitride, or a combination of an oxide and a nitride. 12. The method of claim 10, wherein the metallization layer comprises aluminum, an aluminum alloy, or a multilayer composition comprising an anti-reflection coating. 13. The method of claim 10, wherein the etchant is capable of etching the metallization, the fusible material, and the barrier material without significant selectivity. 14. The method of claim 13, wherein the etchant is a plasma. 15. The method of claim 13, wherein the plasma comprises Cl_2, CCl_4, or a combination thereof. 16. The method of claim 13, wherein the layer of fusible material comprises tungsten and the layer of barrier material comprises titanium tungsten. 17. The method of claim 16, wherein the tungsten layer is formed to a thickness within the range of approximately 200 Å to 500 Å. 18. The method of claim 16, wherein the titanium tungsten layer is formed to a thickness within the range of about 1000 Å to 2000 Å. 19. The method of claim 1, wherein the fuse is substantially rectangular in plan view. 20. In an integrated circuit arrangement, a semiconductor substrate having a top surface, a layer of meltable material formed on the top surface of the substrate, a layer of meltable material formed on the top surface of the substrate, the meltable material in a pattern defining the location of one or more fuses; a layer of a masking material formed on the layer of meltable material, a metallization layer formed on the upper surface of the substrate, the layer of meltable material, and the layer of masking material. An integrated circuit structure, wherein the metallization layer is patterned into a desired electrical wiring pattern. 21. The integrated circuit structure of claim 20, wherein the layer of meltable material comprises tungsten or titanium tungsten. 22. The integrated circuit structure of claim 20, wherein the layer of masking material comprises an oxide, a nitride, or a combination of an oxide and a nitride. 23. The integrated circuit structure of claim 20, wherein the metallization layer comprises aluminum, an aluminum alloy, or a multilayer structure comprising an antireflective coating. 24. The integrated circuit structure of claim 20, wherein the layer of fusible material comprises tungsten formed to a thickness within the range of approximately 200 Å to 500 Å. 25. The integrated circuit structure of claim 20, wherein the layer of fusible material comprises titanium tungsten formed to a thickness within the range of approximately 200 Å to 500 Å. 26. Claim 20, further comprising a layer of barrier material formed between the metallization layer and the layer of meltable material and the patterned layer of masking material. An integrated circuit structure characterized by: 27. The integrated circuit structure of claim 26, wherein the layer of masking material comprises an oxide, a nitride, or a combination of an oxide and a nitride. 28. The integrated circuit structure of claim 26, wherein the metallization layer comprises aluminum, an aluminum alloy, or a multilayer structure comprising an antireflective coating. 29. The integrated circuit arrangement of claim 26, wherein the layer of meltable material comprises tungsten and the layer of barrier material comprises titanium tungsten. body. 30. The integrated circuit structure of claim 29, wherein the tungsten layer is formed to a thickness within the range of approximately 200 Å to 500 Å. 31. The integrated circuit structure of claim 29, wherein the titanium tungsten layer is formed to a thickness within the range of approximately 1000 Å to 2000 Å.
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